JP5382335B2 - Light bulb shaped lamp and lighting equipment - Google Patents
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Description
本発明は、半導体発光素子を用いた発光部を有する発光装置を用いた電球形ランプ、およびこの電球形ランプを用いた照明器具に関する。 The present invention relates to a light bulb shaped lamp using a light emitting device having a light emitting part using a semiconductor light emitting element, and a lighting fixture using this light bulb shaped lamp.
従来、半導体発光素子としてLEDチップを用いた発光部を有する電球形ランプでは、金属製の基体の一端側に発光部を実装した発光モジュールが取り付けられているとともにこの発光モジュールを覆うグローブが取り付けられ、基体の他端側に絶縁部材を介して口金が取り付けられ、絶縁部材の内側に発光部のLEDチップに電力を供給して点灯させる点灯回路が収容されている。 Conventionally, in a light bulb shaped lamp having a light emitting part using an LED chip as a semiconductor light emitting element, a light emitting module having a light emitting part mounted on one end side of a metal base is attached and a glove covering the light emitting module is attached. A base is attached to the other end side of the base via an insulating member, and a lighting circuit for supplying power to the LED chip of the light emitting unit and lighting it is housed inside the insulating member.
発光モジュールは、一般的に、平板状の基板の一面に発光部を実装した構成で、この基板の他面が基体に面接触して熱伝導可能に取り付けられている。 The light emitting module generally has a configuration in which a light emitting unit is mounted on one surface of a flat substrate, and the other surface of the substrate is attached to the base so as to be thermally conductive.
そして、電球形ランプの点灯時には、主に、発光部のLEDチップが発生する熱が平板状の基板から基体に熱伝導され、この基体の外部に露出する表面から空気中に放熱される。 When the light bulb shaped lamp is turned on, heat generated by the LED chip of the light emitting unit is mainly conducted from the flat substrate to the base, and is radiated from the surface exposed to the outside of the base to the air.
また、発光モジュールとしては、基板の形状を正角錐や立方体としたり、フレキシブル基板を球形に湾曲させるなどして、グローブ内で立体形状に形成し、この立体形状の基板の表面に複数の発光部を配置した電球形ランプがある(例えば、特許文献1、2参照。)。 In addition, as a light emitting module, the shape of the substrate is a regular pyramid or a cube, or the flexible substrate is curved into a spherical shape, and is formed into a three-dimensional shape within a globe, and a plurality of light emitting units are formed on the surface of the three-dimensional substrate There is a light bulb shaped lamp in which is arranged (see, for example, Patent Documents 1 and 2).
また、発光部としては、LEDチップが搭載された接続端子付きのSMD(Surface Mount Device)パッケージがある。このSMDパッケージでは、青色光を発するLEDチップを用い、このLEDチップを青色光の一部により励起されて黄色光を放射する黄色の蛍光体が混入された透光性を有する封止樹脂で封止しており、封止樹脂の表面が発光面となって、この発光面から青色光と黄色光とが混色された白色光が放射される。 Moreover, as a light emission part, there exists a SMD (Surface Mount Device) package with a connection terminal in which an LED chip is mounted. In this SMD package, an LED chip that emits blue light is used, and the LED chip is encapsulated with a translucent sealing resin mixed with a yellow phosphor that is excited by a part of the blue light and emits yellow light. The surface of the sealing resin is a light emitting surface, and white light in which blue light and yellow light are mixed is emitted from the light emitting surface.
発光モジュールの素子実装密度が高くなったり、素子の消費電力が上昇した場合には、基体側への放熱だけでは追いつかなくなり、発光モジュールの温度が過度に上昇することがある。 When the element mounting density of the light emitting module is increased or the power consumption of the element is increased, it is not possible to catch up only by heat radiation to the substrate side, and the temperature of the light emitting module may be excessively increased.
特に、発光モジュールの基板を立体形状とした場合、その発光モジュールの大部分がグローブ内側の熱伝導率の低い空気層中に配置され、発光モジュールを支持する一部分のみが基体側に接続されているだけなので、点灯時に発光部のLEDチップが発生する熱を効率よく基体側に熱伝導することが困難となる。そのため、空気層中に配置される発光部が温度上昇しやすく、LEDチップの寿命が短くなり、また、LEDチップの温度上昇を抑制するために、LEDチップへの入力電力を低減し、光出力を抑制しなければならない問題がある。特に、ミニクリプトンタイプの小形の電球形ランプの場合には、基体の寸法が小さく、基体からの十分な放熱性が得られ難いため、発光モジュールの基板が立体形状の場合はもちろん、平板状の場合であっても、基体側への熱伝導だけでは十分な放熱性が得られない問題がある。 In particular, when the substrate of the light emitting module has a three-dimensional shape, most of the light emitting module is disposed in an air layer with low thermal conductivity inside the globe, and only a part supporting the light emitting module is connected to the base side. As a result, it is difficult to efficiently conduct heat generated by the LED chip of the light emitting unit to the base when it is turned on. Therefore, the temperature of the light emitting part arranged in the air layer is likely to rise, the life of the LED chip is shortened, and in order to suppress the temperature rise of the LED chip, the input power to the LED chip is reduced, and the light output There is a problem that must be suppressed. In particular, in the case of a mini krypton type small bulb lamp, the size of the base is small, and it is difficult to obtain sufficient heat dissipation from the base. Even in this case, there is a problem that sufficient heat dissipation cannot be obtained only by heat conduction to the substrate side.
そこで、発光モジュールとグローブの内面との間に透光性を有する充填材を充填して空気層を無くすことを考え、点灯時にLEDチップが発生する熱を充填材を介してグローブに効率よく熱伝導させて、グローブの外面から効率よく放熱させ、放熱性を向上することが実験にて確認されたが、グローブの外面から放射する光の色度が所望の色度に対して高色温度側にシフトしてしまうことも確認された。したがって、グローブからの放熱性を向上させると、グローブから放射される光の色度が所望の色度に対して高色温度側にシフトしてしまう新たな問題が生じてしまう。 Therefore, considering the elimination of the air layer by filling a light-transmitting filler between the light emitting module and the inner surface of the globe, the heat generated by the LED chip during lighting is efficiently heated to the globe via the filler. It has been confirmed through experiments that the heat can be efficiently dissipated from the outer surface of the globe to improve heat dissipation, but the chromaticity of the light emitted from the outer surface of the globe is higher than the desired chromaticity. It was also confirmed that it would shift to. Therefore, when the heat dissipation from the globe is improved, there arises a new problem that the chromaticity of the light emitted from the globe is shifted to the high color temperature side with respect to the desired chromaticity.
本発明は、このような点に鑑みなされたもので、放熱性を向上できるとともに、外部へ放射する光を所望の色度にできる電球形ランプおよび照明器具を提供することを目的とする。 This invention is made | formed in view of such a point, and it aims at providing the lightbulb-shaped lamp and lighting fixture which can improve the heat dissipation and can make the light radiated | emitted outside desired chromaticity.
請求項1記載の電球形ランプは、半導体発光素子が第1の蛍光体を含む封止樹脂で封止されてなる発光部を基板上に複数備える発光モジュールと、透明樹脂に第2の蛍光体および拡散材が混入されてなり、複数の前記発光部を被覆するように前記発光モジュールの前記発光部側の表面に設けられた被覆手段と、を備えた発光装置と;前記発光装置の前記発光モジュールが一端側に設けられる基体と;前記基体の一端側に前記発光モジュールを覆って設けられ、内面側に前記被覆手段が被着されているグローブと;前記基体の他端側に設けられた口金と;前記基体と前記口金との間に収容された点灯回路と;を具備しているものである。 The light bulb shaped lamp according to claim 1 is a light emitting module comprising a plurality of light emitting portions on a substrate, each of which is formed by sealing a semiconductor light emitting element with a sealing resin containing a first phosphor, and a second phosphor on a transparent resin. and diffusing material is being mixed, the light emitting device and having a, a covering means which is provided on a surface of the light emitting portion of the light emitting module to be covering a plurality of said light emitting portion; wherein said light emitting device emitting module substrate and provided at one end side; provided on the other side of said substrate; provided to cover the light emitting module to one end of the base, glove and said covering means on the inner surface side is adhered mouthpiece and; those that include a; and a lighting circuit housed between the base and the mouthpiece.
半導体発光素子は、例えば、LEDチップやELチップなどが含まれる。 Examples of the semiconductor light emitting element include an LED chip and an EL chip.
発光部は、例えば、半導体発光素子がLEDチップの場合、LEDチップが搭載された接続端子付きのSMD(Surface Mount Device)パッケージが用いられる。このSMDパッケージは、パッケージ内に青色光を発するLEDチップが配置され、このLEDチップがLEDチップからの青色光の一部により励起されて黄色光を放射する黄色の第1の蛍光体が混入された例えばシリコーン樹脂などの封止樹脂で封止されている。したがって、封止樹脂の表面が発光面となり、この発光面から白色系の光が放射される。また、発光部は、基板上にLEDチップを直接配置して実装するCOB(Chip On Board)モジュール方式で構成してもよい。 For example, when the semiconductor light emitting element is an LED chip, an SMD (Surface Mount Device) package with a connection terminal on which the LED chip is mounted is used as the light emitting unit. In this SMD package, an LED chip that emits blue light is arranged in the package, and this LED chip is mixed with a yellow first phosphor that emits yellow light when excited by part of the blue light from the LED chip. For example, it is sealed with a sealing resin such as a silicone resin. Accordingly, the surface of the sealing resin becomes a light emitting surface, and white light is emitted from the light emitting surface. The light emitting unit may be configured by a COB (Chip On Board) module system in which LED chips are directly arranged and mounted on a substrate.
被覆手段は、例えば、透明なシリコーン樹脂などの透明樹脂が用いられる。 As the covering means, for example, a transparent resin such as a transparent silicone resin is used.
第2の蛍光体は、例えば、SMDパッケージの封止樹脂に混入された第1の蛍光体と同じ黄色の発光体が用いられる。 As the second phosphor, for example, the same yellow light emitter as the first phosphor mixed in the sealing resin of the SMD package is used.
拡散材は、光拡散作用を有していれば、どのようなものを用いてもよい。 Any diffusing material may be used as long as it has a light diffusing action.
電球形ランプは、例えば、白熱電球タイプやミニクリプトン電球タイプなどの一般照明電球に代替使用可能なものである。 The light bulb shaped lamp can be used as an alternative to a general light bulb such as an incandescent light bulb type or a mini krypton light bulb type.
基体は、例えば、アルミニウムなどの熱伝導性および放熱性がよい金属材料などで形成される。基体の周囲には放熱フィンを形成してもよい。 The base is made of, for example, a metal material having good thermal conductivity and heat dissipation, such as aluminum. Radiating fins may be formed around the substrate.
グローブは、光透過性および光拡散性を有する合成樹脂やガラスで、発光モジュールを内包して覆うようにドーム状に形成されているものを含む。 The globe includes a synthetic resin or glass having a light transmitting property and a light diffusing property, which is formed in a dome shape so as to enclose and cover the light emitting module.
口金は、例えば、E17形やE26形などの一般照明電球用のソケットに接続可能なものが含まれる。 Examples of the cap include those that can be connected to a socket for general lighting bulbs such as E17 type and E26 type.
点灯回路は、例えば、定電流の直流電流を出力する電源回路を有し、配線などによって発光モジュールの基板に接続されて半導体発光素子に電力を供給する。 The lighting circuit has, for example, a power supply circuit that outputs a constant direct current, and is connected to the substrate of the light emitting module by wiring or the like to supply power to the semiconductor light emitting element.
そして、例えば、上述したSMDパッケージの場合、LEDチップから放射される光が封止樹脂内を通過して発光面に達したとき、この発光面の外側が空気層であると、略半分程度の光は封止樹脂内に反射して戻ることにより、封止樹脂に混入されている黄色の第1の蛍光体が多く励起されて黄色光が多く放射され、発光面から放射される青色光と黄色光との割合が所望のものとなって所望の色度が得られる。それに対して、発光面の外側に被覆手段があると、発光面での反射が少なくなり、発光面から放射される青色光の割合が多くなり、色度が高色温度側にシフトしてしまう。このとき、発光面から放射される光の経路にある被覆手段に黄色の第2の蛍光体が混入されていることにより、その第2の蛍光体が励起されて黄色光が放射され、被覆手段から放射される青色光と黄色光との割合が所望のものとなって、所望の色度の光が得られる。 For example, in the case of the SMD package described above, when the light emitted from the LED chip passes through the sealing resin and reaches the light emitting surface, about half of the light emitting surface is an air layer. By reflecting light back into the sealing resin, the yellow first phosphor mixed in the sealing resin is excited to emit a lot of yellow light, and the blue light emitted from the light emitting surface A desired ratio of yellow light is obtained and desired chromaticity is obtained. On the other hand, when there is a coating means outside the light emitting surface, reflection on the light emitting surface is reduced, the proportion of blue light emitted from the light emitting surface is increased, and the chromaticity is shifted to the high color temperature side. . At this time, since the yellow second phosphor is mixed in the covering means in the path of the light emitted from the light emitting surface, the second phosphor is excited to emit yellow light, and the covering means The desired ratio of blue light and yellow light emitted from the light becomes desired, and light having a desired chromaticity is obtained.
請求項2記載の電球形ランプは、請求項1記載の電球形ランプにおいて、前記第2の蛍光体は、前記第1の蛍光体と同じ蛍光体であるものである。 請 Motomeko 2 self-ballasted lamp according, in self-ballasted lamp of claim 1 Symbol placement, the second phosphor are those of the same phosphor as the first phosphor.
請求項3記載の照明器具は、ソケットを有する器具本体と;前記器具本体の前記ソケットに装着される請求項1または2記載の電球形ランプと;を具備しているものである。
Luminaire according to
請求項1記載の電球形ランプによれば、発光モジュールの発光部側の表面に設けた被覆手段で複数の発光部を熱伝導的に被覆するため、点灯時に半導体発光素子が発生する熱を発光モジュールから被覆手段に効率よく熱伝導できて、被覆手段の前面側から効率よく放熱でき、放熱性を向上させることができ、さらに、被覆手段に第2の蛍光体および拡散材を混入したため、発光モジュールの発光部側の表面の空気層が被覆手段に置換されたことによって被覆手段から放射される光の色度が所望の色度からシフトするのを防止できるとともに輝度むらを低減でき、放熱性がよく、被覆手段の外面から放射される照明光を所望の色度にできる電球形ランプを提供できる。 According to the light bulb shaped lamp of claim 1, since the plurality of light emitting portions are thermally conductively covered by the covering means provided on the light emitting portion side surface of the light emitting module, the light generated by the semiconductor light emitting element is emitted during lighting. Heat can be efficiently conducted from the module to the covering means, heat can be efficiently radiated from the front side of the covering means, heat dissipation can be improved, and further, the second phosphor and the diffusing material are mixed into the covering means. By replacing the air layer on the surface of the light emitting part of the module with the covering means, it is possible to prevent the chromaticity of the light emitted from the covering means from shifting from the desired chromaticity and to reduce the uneven brightness, and to dissipate heat. Therefore, it is possible to provide a light bulb shaped lamp capable of setting the illumination light emitted from the outer surface of the covering means to a desired chromaticity.
請求項2記載の電球形ランプによれば、請求項1記載の電球形ランプの効果に加えて、第2の蛍光体を第1の蛍光体と同じ蛍光体としたため、被覆手段から放射される青色光と黄色光との割合が所望のものとなって、所望の色度の光が得られる。 According to the self-ballasted lamp 請 Motomeko 2 wherein, since in addition to the effect of claim 1 Symbol placement of the light bulb-shaped lamp, and the second phosphor is the same phosphor as the first phosphor, the radiation from the coating means The desired ratio of blue light to yellow light is obtained, and light having a desired chromaticity is obtained.
請求項3記載の照明器具によれば、放熱性がよく、所望の色度の照明光が得られる電球形ランプを使用した照明器具を提供できる。
According to the luminaire described in
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1に第1の関連技術を示す。 FIG. 1 shows a first related technique.
図1において、1は平板状の発光装置で、この発光装置1は、基体2、この基体2の前面側に配設された発光モジュール3、およびこの発光モジュール3の前面側を含む基体2の前面側を被覆するように配設された被覆手段としての透光性カバー4を備えている。
In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a flat light-emitting device. The light-emitting device 1 includes a
基体2は、例えばアルミニウムなどの金属材料にて平板状に形成されている。
The
発光モジュール3は、例えばアルミニウムなどの金属材料にて平板状に形成されている基板5を有し、この基板5の前面側に絶縁層およびこの絶縁層上に導電層の配線パターンが形成され、この配線パターン上に複数の半導体発光素子としてのLEDチップ6が実装されている。LEDチップ6は青色光を発光するものであり、このLEDチップ6がLEDチップ6からの青色光の一部により励起されて黄色光を放射する黄色の蛍光体が混入された例えばシリコーン樹脂などの透光性を有する封止樹脂7で封止されている。これら、LEDチップ6および封止樹脂7にて発光部8が形成されている。そして、基板5の後面側が基体2の前面側に面接触して熱伝導可能に取り付けられている。
The
透光性カバー4は、例えばシリコーン樹脂などの透光性を有する透明樹脂で形成されているものであって、基体2および発光モジュール3の前面側に塗布して形成してもよいし、基体2および発光モジュール3の前面側に予め所定の形状に成形した成形品を例えばシリコーン樹脂などの透明な接着剤を介在して空気層なく貼り合わせてもよい。この透光性カバー4には、発光部8の封止樹脂7に混入される蛍光体と同じ黄色の蛍光体が混入され、さらに、拡散材が混入されていてもよい。
The translucent cover 4 is formed of a transparent resin having translucency, such as silicone resin, and may be formed by applying to the front side of the
そうして、発光モジュール3の各発光部8のLEDチップ6に電力が供給されると、これらLEDチップ6が発光し、各発光部8の外表面の発光面8aから放射される光が透光性カバー4を通じて前方へ拡散放射される。
Then, when power is supplied to the LED chips 6 of the light emitting units 8 of the
点灯時において、発光モジュール3の各発光部8のLEDチップ6から発生する熱の一部は、基板5および基体2の順に熱伝導されて、基体2の後面から外部へ放熱される。
At the time of lighting, a part of heat generated from the LED chip 6 of each light emitting unit 8 of the
さらに、発光モジュール3の各発光部8のLEDチップ6から発生する熱の他の一部は、発光部8から透光性カバー4に直接的に熱伝導されるとともに、発光部8から基板5に熱伝導されてからこの基板5の前面から透光性カバー4に熱伝導され、この透光性カバー4の前面から空気中に放熱される。このとき、各発光部8から透光性カバー4までの間に熱伝導率が低い空気層が存在しないため、各発光部8から透光性カバー4に効率よく熱伝導でき、前面から放熱性がよい。
Furthermore, another part of the heat generated from the LED chip 6 of each light emitting unit 8 of the
また、透光性カバー4に蛍光体を混入したため、発光モジュール3の発光部8側の表面の空気層が透光性カバー4に置換されたことによって透光性カバー4から放射される光の色度が所望の色度からシフトするのを防止でき、透光性カバー4の外面から放射される光を所望の色度にできる。なお、より詳細な色度シフトの原理については、第2の関連技術などにおいて説明する。
Further, since the phosphor is mixed in the translucent cover 4, the light layer emitted from the translucent cover 4 is replaced by replacing the air layer on the light emitting unit 8 side surface of the
さらに、透光性カバー4に、拡散材を混入することにより、透光性カバー4に入射した光を拡散し、透光性カバー4の輝度むらを低減できる。 Furthermore, by mixing a diffusing material into the translucent cover 4, the light incident on the translucent cover 4 can be diffused, and uneven brightness of the translucent cover 4 can be reduced.
そして、このように構成された発光装置1は、例えば、天井直付形照明器具などの照明器具に適用できる。この天井直付形照明器具の場合、天井面に直付け設置される器具本体、この器具本体内に配置される発光装置1およびこの発光装置1を点灯させる点灯回路などを備えている。 And the light-emitting device 1 comprised in this way is applicable to lighting fixtures, such as a ceiling direct attachment type lighting fixture, for example. In the case of this ceiling-mounted lighting fixture, it includes a fixture main body installed directly on the ceiling surface, a light emitting device 1 arranged in the fixture main body, a lighting circuit for lighting the light emitting device 1, and the like.
発光装置1は、基体2の後面を、天井面に沿って配置される器具本体の天板の下面に接するように取り付けられることになる。そのため、発光装置1の点灯時の熱は、天井面側への十分な放熱性が得られないが、発光装置1は透光性カバー4の前面からの放熱性が高いため、天井直付形照明器具にも使用できる。
The light-emitting device 1 is attached so that the rear surface of the
なお、第1の関連技術では、透光性カバー4に蛍光体を混入したが、蛍光体に代えて、所定の波長領域の光を吸収する光吸収体を混入してもよい。 In the first related technology, the phosphor is mixed in the translucent cover 4, but a light absorber that absorbs light in a predetermined wavelength region may be mixed in place of the phosphor.
光吸収体は、例えば、アルミナなどが用いられ、吸収する所定の波長領域は、発光部8の発光面8aに空気層なく透光性カバー4が密着するために、発光面8aから放射される光の色度がシフトする側の波長であり、つまり、青色領域である。
For example, alumina is used as the light absorber, and a predetermined wavelength region to be absorbed is radiated from the
このように光吸収体を用いた場合にも、発光モジュール3と透光性カバー4の内面との間の空気層が透光性カバー4に置換されたことによって透光性カバー4から放射される光の色度が所望の色度からシフトするのを防止でき、透光性カバー4の外面から放射される光を所望の色度にできる。
Even when the light absorber is used in this manner, the air layer between the light emitting
次に、図2に第2の関連技術を示す。なお、第1の関連技術と同様の構成については同一符号を用いてその説明を省略する。 Next, FIG. 2 shows a second related technique. In addition, about the structure similar to a 1st related technique, the description is abbreviate | omitted using the same code | symbol.
発光装置1の透光性カバー4は、例えばシリコーン樹脂などの透光性を有する透明樹脂にて予め所定の形状に成形されている。すなわち、透光性カバー4の後面には、発光モジュール3を収容する発光モジュール収容凹部4a、および発光モジュール3の各発光部8を収容する複数の円錐形の空気層形成体としての発光部収容凹部4bが形成されている。発光部収容凹部4bとこの発光部収容凹部4bに収容される発光部8の発光面8aとの間には空気層9が形成されている。
The translucent cover 4 of the light emitting device 1 is molded in a predetermined shape in advance with a translucent transparent resin such as a silicone resin. That is, on the rear surface of the translucent cover 4, the light emitting
発光モジュール3の基板5の前面が、発光モジュール収容凹部4aの内壁面に、例えばシリコーン樹脂などの透明な接着層9を介在して空気層なく貼り合わされている。
The front surface of the
基体は2、透光性カバー4の発光モジュール収容凹部4aを閉塞するように取り付けられ、発光モジュール3との間に空気層を介して離反されている。
The
そうして、発光モジュール3の各発光部8のLEDチップ6に電力が供給されると、これらLEDチップ6が発光し、各発光部8の外表面の発光面8aから放射される光が空気層A9および透光性カバー4を通じて前方へ拡散放射される。
Then, when power is supplied to the LED chips 6 of the light emitting units 8 of the
点灯時において、発光モジュール3の各発光部8のLEDチップ6から発生する熱の大部分は、発光部8から基板5に熱伝導されてからこの基板5の前面から接着層9を介して透光性カバー4に熱伝導され、この透光性カバー4の前面から空気中に放熱される。このとき、各発光部8から透光性カバー4までの間に熱伝導率が低い空気層が存在しないため、各発光部8から透光性カバー4に効率よく熱伝導でき、前面から放熱性がよい。
At the time of lighting, most of the heat generated from the LED chip 6 of each light emitting unit 8 of the
また、発光部8の発光面8aの外側が空気層Aであるため、透光性カバー4から放射される光の色度が所望の色度からシフトするのを防止でき、発光部8に予め設定されている所望の色度の光が得られる。
Further, since the outer side of the
なお、この場合には、透光性カバー4に蛍光体を混入しなくてもよいが、色度の調整の必要に応じて混入してもよい。 In this case, the phosphor does not have to be mixed into the translucent cover 4, but may be mixed as necessary for adjusting the chromaticity.
図3ないし図9に第1の実施の形態を示す。この第1の実施の形態は、本発明の発光装置1の技術を適用した電球形ランプである。 3 to 9 show a first embodiment. The first embodiment is a light bulb shaped lamp to which the technology of the light emitting device 1 of the present invention is applied.
図3および図4において、11は例えばミニクリプトンサイズの電球形ランプで、この電球形ランプ11は、基体12、この基体12の一端側(電球形ランプ11のランプ軸方向の一端側)に取り付けられる立体形状の発光モジュール13、基体12の一端側に発光モジュール13を内包して取り付けられたグローブ14、発光モジュール13とグローブ14との間に充填された透光性を有する被覆手段としての充填材15、基体12の他端側に取り付けられた絶縁性を有するカバー16、カバー16の他端側に取り付けられた口金17、および基体12と口金17との間であってカバー16の内側に収容された点灯回路18を備えている。
3 and 4,
基体12は、熱伝導性の優れた例えばアルミニウムなどの金属材料にて、一端側に向かって拡径する円筒状に形成されている。
The
また、発光モジュール13は、立体形状の支持部21、この支持部21の表面に沿って配置されるフレキシブル基板22、およびこのフレキシブル基板22に実装される発光部23を備えている。
The
支持部21は、熱伝導性の優れた例えばアルミニウムなどの金属材料にて形成され、他端側には基体12の一端開口の内縁部に周辺部が嵌合されて熱伝導可能に取り付けられる取付部25が形成されている。支持部21の一端面には平面状の発光部取付面26が形成されているとともに、支持部21のランプ軸を中心とする外周面に複数であって例えば5面の平面状の発光部取付面27が形成され、したがって、支持部21は、グローブ14の形状に準じる多面体の立体形状に形成されている。支持部21の一端側の発光部取付面26と周囲の各発光部取付面27の一端側との間には、グローブ14の内面との干渉を避けるための傾斜面28が形成されている。
The
フレキシブル基板22は、図5の展開図に示すように、1枚で一体に形成され、中央基板部30とこの中央基板部30から放射状に複数の外側基板部31が形成されている。フレキシブル基板22の中央基板部30および各外側基板部31にはそれぞれ発光部23を実装するパッド部32が形成されている。1つの外側基板部31の先端には、基体12と支持部21との間を通じて点灯回路18に接続される接続部33が延設されている。
As shown in the development view of FIG. 5, the
発光部23は、半導体発光素子としてのLEDチップ35が搭載された接続端子付きのSMD(Surface Mount Device)パッケージ36が用いられている。このSMDパッケージ36は、パッケージ本体内に青色光を発するLEDチップ35が配置され、このLEDチップ35がLEDチップ35からの青色光の一部により励起されて黄色光を放射する黄色の蛍光体が混入された例えばシリコーン樹脂などの封止樹脂37で封止されている。したがって、封止樹脂37の表面が発光面38となり、この発光面38から青色光と黄色光とが混色した白色系の光が放射される。SMDパッケージ36の裏面には、フレキシブル基板22にはんだ付け接続するための図示しない端子が配置されている。
As the
そして、複数の発光部23が実装されたフレキシブル基板22は、中央基板部30が支持部21の一端面の発光部取付面26に、各外側基板部31が支持部21の周面の各発光部取付面27に沿って例えば接着剤などで固定して取り付けられることにより、立体形状の発光モジュール13が形成されている。
In the
また、グローブ14は、光透過性および光拡散性を有する例えば合成樹脂やガラスなどの材料で、立体形状の発光モジュール13を内包して覆うようにドーム状に形成されている。グローブ14の他端開口の縁部が基体12に嵌合されて接着剤などで固定されている。
The
また、充填材15は、例えば透明なシリコーン樹脂などの透明樹脂が用いられ、発光モジュール13の表面とグローブ14の内面との間の隙間に空気層なく充填されている。
In addition, a transparent resin such as a transparent silicone resin is used as the
また、グローブ14および充填材15のいずれか一方のみ、あるいは両方には、発光部23の封止樹脂37に混入される蛍光体と同じ黄色の蛍光体が混入されている。
Further, only one or both of the
さらに、グローブ14および充填材15のうち、充填材15のみ、あるいは両方には、拡散材が混入されている。
Furthermore, a diffusion material is mixed in only the
これらグローブ14および充填材15に対して、蛍光体と拡散材とは一緒にあるいは別々に混入してもよい。
The phosphor and the diffusing material may be mixed into the
また、カバー16は、例えばPBT樹脂などの絶縁材料により、一端側へ向けて拡径する円筒状に形成されており、一端側が基体12の内側に嵌合され、他端側が基体12から突出されている。
Further, the
また、口金17は、例えば、E17形などの一般照明電球用のソケットに接続可能なもので、基体12から突出するカバー16の他端に嵌合されてかしめられて固定されるシェル41、このシェル41の他端側に設けられる絶縁部42、およびこの絶縁部42の頂部に設けられるアイレット43を有している。
The base 17 can be connected to, for example, a socket for a general lighting bulb such as E17 type. The
また、点灯回路18は、例えば、発光モジュール13のLEDチップ35に対して定電流を供給する回路であり、回路を構成する複数の回路素子が実装された回路基板を有し、この回路基板がカバー16内に収納されて固定されている。点灯回路18の入力側には、口金17のシェル41およびアイレット43が接続線で電気的に接続されている。点灯回路18の出力側は発光モジュール13のフレキシブル基板22の接続部33と接続されている。
The lighting circuit 18 is, for example, a circuit that supplies a constant current to the
また、図6には、電球形ランプ11を使用するダウンライトである照明器具51を示し、この照明器具51は、器具本体52を有し、この器具本体52内にソケット53および反射体54が配設されている。
FIG. 6 shows a luminaire 51 that is a downlight using the light bulb shaped
そうして、電球形ランプ11の口金17を照明器具51のソケット53に装着して通電すると、点灯回路18が動作し、発光モジュール13の各発光部23のLEDチップ35に電力が供給され、これらLEDチップ35が発光し、各発光部23の発光面38から放射される光が充填材15およびグローブ14を通じて拡散放射される。
Then, when the
点灯時において、発光モジュール13の各発光部23のLEDチップ35から発生する熱の一部は、フレキシブル基板22、支持部21、基体12の順に熱伝導されて、基体12の外表面から空気中に放熱される。
At the time of lighting, a part of the heat generated from the
さらに、発光モジュール13の各発光部23のLEDチップ35から発生する熱の他の一部は、発光部23から充填材15に直接的に熱伝導されるとともに、発光部23からフレキシブル基板22および支持部21に熱伝導されてからこれらフレキシブル基板22および支持部21の表面から充填材15に熱伝導され、この充填材15からグローブ14に熱伝導され、グローブ14の外面から空気中に放熱される。このとき、各発光部23からグローブ14までの間に熱伝導率が低い空気層が存在しないため、各発光部23からグローブ14に効率よく熱伝導できる。
Furthermore, the other part of the heat generated from the
このように、立体形状の発光モジュール13とグローブ14の内面との間に透光性を有する充填材15を充填するため、点灯時にLEDチップ35が発生する熱をグローブ14に効率よく熱伝導できて、グローブ14の外面から効率よく放熱でき、立体形状の発光モジュール13を用いながら、放熱性を向上させることができる。
As described above, since the light-transmitting
そのため、ミニクリプトンタイプの小形の電球形ランプ11であって、基体12の寸法が小さく、基体12からの十分な放熱性が得られ難くても、グローブ14からの十分な放熱性を確保することができ、LEDチップ35への入力電力を大きくして光出力を向上させることもできる。
Therefore, it is a mini krypton type small bulb-
また、立体形状の支持部21の表面に発光部23を配置した立体形状の発光モジュール13であるため、発光モジュール13の表面積を大きくでき、この発光モジュール13から充填材15へ効率よく熱伝導でき、放熱性をより向上できる。
In addition, since the
次に、図7において、色度シフトの原理について説明する。図7には、発光部23のSMDパッケージ36の断面を模式的に表している。
Next, the principle of chromaticity shift will be described with reference to FIG. FIG. 7 schematically shows a cross section of the
LEDチップ35から放射される光は封止樹脂37内を通過して発光面38に入射する。このとき、発光面38の外側の物質が何かにかかわらず、発光面38に入射する光の入射角が45°より大きいと、その光は発光面38から外側へ出射される。
Light emitted from the
発光面38の外側が空気層である場合において、発光面38に入射する光の入射角が45°より小さいと、空気層との界面となる発光面38で光が反射して封止樹脂37内に戻る(図7の矢印a参照)。すなわち、発光面38に入射する光のうちの略半分程度の光は封止樹脂37内に反射して戻り、封止樹脂37に混入されている黄色の蛍光体が多く励起されて黄色光が多く放射される。これにより、発光面38から放射される青色光と黄色光との割合が所望のものとなって、所望の色度の光が得られる。
In the case where the outside of the
それに対して、発光面38の外側が充填材15であると、発光面38に入射する光の入射角が45°より小さくても、発光面38で反射せずに透過しやすくなる(図7の矢印b参照)。そのため、LEDチップ35から放射されて発光面38に入射する青色光が発光面38から出射する割合が増加し、発光面38から放射される光の色度が高色温度側にシフトしてしまう。
On the other hand, when the outer side of the
図8は電球形ランプの波長と相対輝度との関係を示すグラフを示し、曲線aは発光面38の外側が空気層の場合の発光スペクトルであり、曲線bは発光面38の外側が充填材15の場合の発光スペクトルである。図8のグラフから分かるように、発光面38の外側が充填材15の場合の曲線bは、発光面38の外側が空気層の場合の曲線aに比べて、青色領域の相対強度が高くなる。
FIG. 8 is a graph showing the relationship between the wavelength of the light bulb shaped lamp and the relative luminance. A curve a is an emission spectrum when the outside of the
図9は色度図を示し、発光面38の外側が空気層の場合には色度aであるのに対して、発光面38の外側が充填材15の場合の色度bはシフトしてしまう。
FIG. 9 shows a chromaticity diagram. The chromaticity b is shifted when the outer side of the
本実施の形態では、発光面38から放射される光の経路にある充填材15には、黄色の蛍光体が混入されているため、黄色の蛍光体が発光面38から放射された青色光で励起されて黄色光を放射することにより、グローブ14から放射される青色光と黄色光との割合が所望のものとなって所望の色度でき、つまり発光面38の外側が空気層の場合には色度aに修正できる。
In the present embodiment, since the yellow phosphor is mixed in the
このように本実施の形態の電球形ランプ11によれば、発光モジュール13とグローブ14の内面との間に透光性を有する充填材15を充填するため、点灯時にLEDチップ35が発生する熱を発光モジュール13からグローブ14に効率よく熱伝導できて、グローブ14の外面から効率よく放熱でき、放熱性を向上させることができ、さらに、グローブ14および充填材15の少なくともいずれか一方に蛍光体を混入したため、発光モジュール13とグローブ14の内面との間の空気層が充填材15に置換されたことによってグローブ14から放射される光の色度が所望の色度からシフトするのを防止でき、グローブ14の外面から放射される光を所望の色度にできる。
As described above, according to the light bulb shaped
また、充填材15に、拡散材を混入することにより、充填材15に入射した光を拡散し、グローブ14の輝度むらを低減できる。
Further, by mixing the diffusing material into the
次に、図10に第2の実施の形態を示し、図10は電球形ランプの発光部および充填材の一部の断面図である。 Next, FIG. 10 shows a second embodiment, and FIG. 10 is a cross-sectional view of a part of a light emitting part and a filler of a light bulb shaped lamp.
発光部23の発光面38を覆って発光面38との間に空気層61を形成する空気層形成体62を用いる。この空気層形成体62は、透光性を有する例えば合成樹脂やガラスで、発光部23の発光面38を覆うドーム状に形成され、充填材15の充填時に位置ずれや発光面38との間に充填材15の侵入がないように例えば接着剤によって発光部23または発光モジュール13に取り付けられている。
An air layer forming body 62 that covers the
そして、発光部23の発光面38の外側が空気層61であるため、グローブ14から放射される光の色度が所望の色度からシフトするのを防止でき、発光部23に予め設定されている所望の色度の光が得られる。
Since the outer side of the
また、空気層形成体61の肉厚などを調整することにより、レンズ効果を持たせて制光することもできる。 Further, by adjusting the thickness or the like of the air layer forming body 61, it is possible to control the light with a lens effect.
次に、図11に第3の実施の形態を示し、図11は色度図である。 Next, FIG. 11 shows a third embodiment, and FIG. 11 is a chromaticity diagram.
発光部23から放射する光の色度を、発光モジュール13とグローブ14の内面との間の空気層が充填材15に置換されたことによってグローブ14から放射される光の色度がシフトする分だけ予めシフトさせておく。
The chromaticity of the light emitted from the
すなわち、発光モジュール13とグローブ14の内面との間の空気層が充填材15に置換されたことによってグローブ14から放射される光の色度がシフトしたときの目標とする色度Tとすれば、発光部23から放射する光の色度を、(x、y)=(0.372、0.400)を含む範囲Sとする。
That is, if the chromaticity of light emitted from the
このように、発光部23から放射する光の色度を予めシフトした範囲Sとすることにより、発光モジュール13とグローブ14の内面との間の空気層が充填材15に置換されたことによってグローブ14から放射される光の色度がシフトしたときには目標とする色度Tとすることができる。
Thus, by setting the chromaticity of the light emitted from the
11 電球形ランプ
12 基体
13 発光モジュール
14 グローブ
15 被覆手段としての充填材
17 口金
18 点灯回路
22 フレキシブル基板
23 発光部
35 半導体発光素子としてのLEDチップ
37 封止樹脂
51 照明器具
52 器具本体
53 ソケット
11 Bulb lamp
12 substrate
13 Light emitting module
14 Globe
15 Fillers as covering means
17 base
18 Lighting circuit
22 Flexible substrate
23 Light emitter
35 LED chips as semiconductor light emitting devices
37 Sealing resin
51 Lighting equipment
52 Instrument body
53 Socket
Claims (3)
前記発光装置の前記発光モジュールが一端側に設けられる基体と;
前記基体の一端側に前記発光モジュールを覆って設けられ、内面側に前記被覆手段が被着されているグローブと;
前記基体の他端側に設けられた口金と;
前記基体と前記口金との間に収容された点灯回路と;
を具備していることを特徴とする電球形ランプ。 A light emitting module including a plurality of light emitting portions on a substrate, in which a semiconductor light emitting element is sealed with a sealing resin containing a first phosphor, and a second phosphor and a diffusing material mixed in a transparent resin. a covering means for the light emitting portion provided on a surface of the light emitting portion of the light emitting module to covering the of a light emitting device provided with;
A substrate in which the light-emitting module of the light emitting device is provided on one end side;
Provided to cover the light emitting module to one end of the base body and globe said covering means on the inner surface side is adhered;
A mouthpiece provided on the other side of said substrate;
A lighting circuit housed between the base and the cap;
Bulb-shaped lamp, characterized in that it comprises a.
ことを特徴とする請求項1記載の電球形ランプ。 The second phosphor, the first of claims 1 Symbol placement of the light bulb-shaped lamp, characterized in that the same phosphor as the phosphor.
前記器具本体の前記ソケットに装着される請求項1または2記載の電球形ランプと;
を具備していることを特徴とする照明器具。 An instrument body having a socket;
A self-ballasted lamp of claim 1 or 2, wherein is mounted in the socket of the fixture body;
The lighting fixture characterized by comprising.
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